题目内容

19.通过类比联想、引申拓展研究典型题目,可达到解一题知一类的目的.下面是一个案例,请补充完整.

原题:如图1,点E、F分别在正方形ABCD的边BC、CD上,∠EAF=45°,连接EF,求证:EF=BE+DF.
(1)思路梳理
∵AB=AD,∴把△ABE绕点A逆时针旋转90°至△ADG,可使AB与AD重合.
∵∠ADG=∠B=90°,∴∠FDG=∠ADG+∠ADC=180°,则点F、D、G共线.
根据SAS,易证△AFG≌△AFE,从而得EF=BE+DF;
(2)类比引申
如图2,四边形ABCD中,AB=AD,∠BAD=90°点E、F分别在边BC、CD上,∠EAF=45°.若∠B、∠D都不是直角,但当∠B与∠D满足等量关系∠B+∠D=180°时,仍有EF=BE+DF,请给出证明;
(3)联想拓展
如图3,在△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,点D、E均在边BC上,且∠DAE=45°,猜想BD、DE、EC应满足的等量关系,并写出推理过程.

分析 (1)把△ABE绕点A逆时针旋转90°至△ADG,可使AB与AD重合,再证明△AFG≌△AFE进而得到EF=FG,即可得EF=BE+DF;
(2)∠B+∠D=180°时,EF=BE+DF,与(1)的证法类同;
(3)根据△AEC绕点A顺时针旋转90°得到△ABE′,根据旋转的性质,可知△AEC≌△ABE′得到BE′=EC,AE′=AE,∠C=∠ABE′,∠EAC=∠E′AB,根据Rt△ABC中的,AB=AC得到∠E′BD=90°,所以E′B2+BD2=E′D2,证△AE′D≌△AED,利用DE=DE′得到DE2=BD2+EC2.

解答 解:(1)如图1,∵AB=AD,
∴把△ABE绕点A逆时针旋转90°至△ADG,可使AB与AD重合.
∴∠BAE=∠DAG,
∵∠BAD=90°,∠EAF=45°,
∴∠BAE+∠DAF=45°,
∴∠EAF=∠FAG,
∵∠ADC=∠B=90°,
∴∠FDG=180°,点F、D、G共线,
在△AFE和△AFG中
$\left\{\begin{array}{l}{AE=AG}\\{∠EAF=∠FAG}\\{AF=AF}\end{array}\right.$,
∴△AFE≌△AFG(SAS),
∴EF=FG,
即:EF=BE+DF.
故答案为:SAS,△AFE;

(2)∠B+∠D=180°时,EF=BE+DF;
如图2,∵AB=AD,
∴把△ABE绕点A逆时针旋转90°至△ADG,可使AB与AD重合,
∴∠BAE=∠DAG,
∵∠BAD=90°,∠EAF=45°,
∴∠BAE+∠DAF=45°,
∴∠EAF=∠FAG,
∵∠ADC+∠B=180°,
∴∠FDG=180°,点F、D、G共线,
在△AFE和△AFG中
$\left\{\begin{array}{l}{AE=AG}\\{∠EAF=∠FAG}\\{AF=AF}\end{array}\right.$,
∴△AFE≌△AFG(SAS),
∴EF=FG,
即:EF=BE+DF.
故答案为:∠B+∠D=180°;

(3)猜想:DE2=BD2+EC2,
证明:如图3,连接DE′,根据△AEC绕点A顺时针旋转90°得到△ABE′,
∴△AEC≌△ABE′,
∴BE′=EC,AE′=AE,
∠C=∠ABE′,∠EAC=∠E′AB,
在Rt△ABC中,
∵AB=AC,
∴∠ABC=∠ACB=45°,
∴∠ABC+∠ABE′=90°,
即∠E′BD=90°,
∴E′B2+BD2=E′D2,
又∵∠DAE=45°,
∴∠BAD+∠EAC=45°,
∴∠E′AB+∠BAD=45°,
即∠E′AD=45°,
在△AE′D和△AED中,
$\left\{\begin{array}{l}{AE′=AE}\\{∠E′AD=∠DAE}\\{AD=AD}\end{array}\right.$,
∴△AE′D≌△AED(SAS),
∴DE=DE′,
∴DE2=BD2+EC2.

点评 此题主要考查了几何变换,关键是正确画出图形,证明△AFG≌△AEF.此题是一道综合题,难度较大,题目所给例题的思路,为解决此题做了较好的铺垫.

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